基于分形理论的声纳图像人造目标检测算法

声纳图像中人造目标的自动检测是当前水下探测领域需要重点解决的问题之一。传统的基于目标回波信号强度的检测方法在海底存在岩石等类似于水雷等人造目标的情况下,常会导致较高的虚警率。由于人造目标和自然背景之间的纹理特性的不同,自然背景一般具有较复杂的纹理,而人造目标形状规则、表面光滑、纹理简单。利用分形模型中分形维数特征、截距特征、分形拟合误差特征以及多尺度分形特征进行声纳图像人造目标检测,仿真实验表明基于分形的检测算法可较好地实现人造目标和自然背景的分离,从而为成像声纳水下探测技术的进一步发展奠定了基础。     

基于多特征融合的声纳图像人造目标检测算法

声纳图像中人造目标的自动检测是当前水下探测领域需要重点解决的问题之一.传统的基于目标回波信号强度的检测方法在海底存在岩石等类似于水雷等人造目标的情况下,常会导致较高的虚警率.由于人造目标和自然背景之间的纹理特性的不同,自然背景一般具有较复杂的纹理,而人造目标形状规则、表面光滑、纹理简单.为此,对基于扩展分形特征的声纳图像人造目标检测算法进行研究,同时利用灰度统计信息进行信息融合,给出了多特征融合的检测算法.仿真实验表明该方法在声呐图像人造目标检测中具有较好的检测性能.     

基于分形特征的人造目标探测方法研究

自然背景和人造目标对于某些分形特征存在着一定的本质差别，因此充分利用这些差别，能够为目标探测提供一套全新的方法。从仿真实验的处理结果来看，这种方法对于自然背景嵌入少量人造目标这类简单情况的检测效果较好，且具有较强的抗噪声干扰能力；对于其他复杂情况，本分别采用阈值分割组合法和Ｋ均值聚类法进行尝试，得到了一类初步结果。     

基于FD特征的Snake模型及自动目标轮廓提取

用Snake模型分割自然背景下的人造目标时，Snake曲线往往被复杂背景所吸引，无法收敛到人造目标的边缘。针对该问题，文章从目标特征的角度，将分形维数特征引入Snake模型。利用自然背景和人造目标在分形维数特征上的显著区别，定义了基于目标分形维数特征的梯度加权函数，来自适应调整图像梯度幅值的大小，抑制自然背景的干扰。同时，该模型允许初始轮廓远离目标的真实边缘，降低了Snake模型对初始位置的依赖性。实验表明，该Snake模型能够克服复杂自然背景的干扰，提取出人造目标的边缘。     

分形在目标识别中的应用

本文介绍了分形的概念，并着得使用盒子维数和Ｈ参数两种方法对实际数字图像进行分析，区分了两种自然纹理，同时把人造目标人自然背景和中分离出来，实验表明，分形方法在图像分割，目标识别领域有着良好的应用前景。     

可见光图像人造目标检测技术综述

对可见光自然图像人造目标检测技术研究进行综述,在人造目标检测技术的问题描述基础上,基于人造目标与自然背景存在的特性差异,将现有技术按照基于几何特征、分形特征、概率模型、水平集、聚类等类别进行了讨论,并借鉴ATR（自动目标识别）技术评价标准分析了各个算法的优缺点。最后探讨了人造目标检测技术存在的问题和进一步的研究方向。     

探地雷达管道目标图像的识别

针对管道物体在探地雷达回波信号剖面图像(GPR图像)中表现为双曲线的特点，提出了一套由粗而精的图像处理方法。该方法首先运用分形理论从雷达图像的复杂背景中提取出模糊的目标区域，然后选用适当的方向算子对模糊区域进行边缘的精确定位，最后用改进的Hough变换进行曲线拟合，提取出目标双曲线。实验结果表明该方法能检测出图像中的目标双曲线并将其成功地恢复出来。     

一种多尺度分形特征目标检测方法

自然背景干扰下的自动目标检测是目标检测的一个基本问题.根据尺度变化时自然 场景中人造目标的分形特征变化剧烈这一特点,提出了一种分形参数极值特征的自动目标检 测方法.大量的实验结果表明,分形参数极值特征的自动目标检测方法能较好地完成自然背景 干扰中人造小目标的自动检测.     

基于分形与小波的图像ROI自动提取算法

针对分形应用于人造目标作为感兴趣区域的检测中,单一分形特征检测效果不好及计算量大的问题,提出了一种基于分形和小波相结合的图像感兴趣区域提取算法。首先对图像进行小波分解,然后综合利用低频子图像的分形截距特征和拟合误差特征,得到一个新的有效的分形特征参数,从而检测获得低频子图像的感兴趣区域,最后根据原始图像与子图像的坐标对应关系,得到原始图像的感兴趣区域。实验结果表明,该算法能够有效地检测图像感兴趣区域,并且检测速度快。     

基于分水岭算法的空间目标图像分割方法

自然背景复杂的纹理特征,使得自然背景下人造目标的分割变得困难.为了从空间背景下精确分割出人造目标,基于分水岭算法,结合形态学重建和分形理论,提出了一种改进的图像分割方法.首先利用形态学开闭重建运算对原始图像的形态学梯度图像进行重建,其次在原始图像中利用人造目标和空间背景的分形特性差异对目标进行标记,最后对重建后的图像采用分水岭算法进行分割,将包含标记的区域提取出来并进行合并,从而将人造目标提取出来.仿真结果表明了方法的有效性.     

多尺度分形维的星载舰船显著性检测

目的 星上的舰船检测需要在资源和时间受限条件下实现快速检测,并且对目标的种类和尺寸缺少先验信息的指导,更多时候还需要实现一景图像中不同尺寸舰船的检测,因此,星上舰船检测要求检测方法具有一定的自适应性,从而实现星上多变的检测场景。方法 针对这一问题,提出了一种多尺度分形维的检测方法,可以实现一景遥感图像中不同尺寸舰船目标的检测。首先,针对差分盒算法受盒子尺寸约束的限制使分形维数的计算精度受到影响的问题提出了一种改进算法,改进算法增加了拟合直线的点对数目并引入了拟合误差剔除误差点对,提高了分形维特征计算的精确度。结果 在提高了分形维计算精度的基础上,新算法利用自然物体在不同尺度上具有的自相似性,通过多尺度分形维的计算并借鉴视觉显著性中c-s算子来排除背景对目标的干扰,突出舰船目标。实验结果表明,新算法能够有效检测出一景图像中不同尺寸的舰船,优于双参数CFAR算法的检测结果。结论 本文提出的多尺度分形维的检测算法可以实现对一景图像中不同尺寸舰船目标的检测,在保证一定检测率的同时有效降低了目标检测的虚警率。     

一种基于数学形态学的分形维数估计方法

对于分形维数的估计是基于分形理论的纹理图像分割算法中最重要的环节。由于使用固定划分的规则网格，常用的基于盒计数的分形维数估计算法及其各种改进方法的误差较大；而传统的形态学维数估计算法虽然在准确性上有一定提高．但其时间复杂度偏高。为此提出了一种基于可变结构元的数学形态学分形维数估计方法(VSEM)。该方法将灰度图像视为一个三维空间中的曲面，使用一组不同尺度的结构元分别度量该曲面．根据度量结果与尺度之间满足的指数率来估计图像表面的分形维数。通过恰当的选择结构元和使用递推技术得到不同尺度下的膨胀结果，新方法成功地弥补了现有算法的不足。本文使用了一组合成纹理和一组自然纹理来评估几种常见的分形维数估计算法。结果显示，本文提出的新方法能够在较小的时间复杂度下，得到更为精确的估计结果。最后，将该方法应用于遥感图像的分割。与其他常用的分形分割算法相比，使用该方法估计的分形维数和图像的临域均值作为特征能够得到更好的分割结果。在对比分析和分割实验中表现出的良好性能说明本文提出的分形维数估计算法可以有效地应用于纹理图像分割。     

Optimal seamline detection in dynamic scenes via graph cuts for image mosaicking

In this paper, we present a novel method for creating a seamless mosaic from a set of geometrically aligned images captured from the scene with dynamic objects at different times. The artifacts caused by dynamic objects and geometric misalignments can be effectively concealed in our proposed seamline detection algorithm. In addition, we simultaneously compensate the image regions of dynamic objects based on the optimal seamline detection in the graph cuts energy minimization framework and create the mosaic with a relatively clean background. To ensure the high quality of the optimal seamline, the energy functions adopted in graph cuts combine the pixel-level similarities of image characteristics, including intensity and gradient, and the texture complexity. To successfully compensate the image regions covered by dynamic objects for creating a mosaic with a relatively clean background, we initially detect them in overlap regions between images based on pixel-level and region-level similarities, then refine them based on segments, and determine their image source in probability based on contour matching. We finally integrate all of these into the energy minimization framework to detect optimal seamlines. Experimental results on different dynamic scenes demonstrate that our proposed method is capable of generating high-quality mosaics with relatively clean backgrounds based on the detected optimal seamlines.     

分形编码在人脸识别中的应用

利用人脸固有的对称特性,提出了基于对称性与方差的快速分形人脸图象压缩算法.对于一值域块,与其匹配的定义域块被限定在其对称区域中,从而可加快编码速度.本文分析了分形码的特点,定义了图象间分形码距离,进而提出了基于分形码的人脸识别算法,并对该算法的时间复杂性作了分析.通过在ORL和YALE人脸库上的实验结果表明,本文提出的识别算法的识别率分别可达到88%和92%,与本征脸方法基本持平,比直接采用基于方差的分形编码方法要高,且本文算法在人脸有装饰物情况下具有一定的稳定性,实验还对识别算法中参数的取值作了分析.     

一种基于分形的关键帧算法研究

提出了一种基于分形的关键帧算法,算法对初始关键帧和终止关键帧之间的压缩映射的对应准则和概率的对应准则各给出了一种较好的解决方法.实验结果表明,算法产生的动画过渡平滑,节奏自然,画面流畅,本文算法的主要特征是它能处理传统的关键帧算法所不能处理的分形物体,在实际应用中,该算法能够在提高制作效率和中间帧质量的同时大大减少动画制作的成本.     

基于GA-RetinaNet的水下目标检测

水下目标自动检测方法对海洋智能捕捞工作发挥着重要作用,针对现有目标检测方法存在的对水下生物检测精度不高问题,提出了一种GA-RetinaNet算法的水下目标检测方法.首先,针对水下图像存在密集目标的特点,通过引入分组卷积替换普通卷积,在不增加参数复杂度的基础上得到更多特征图,提高模型的检测精度;其次,根据水下生物多为小目标生物的特点,引入上下文特征金字塔模块(AC-FPN),利用上下文提取模块保证高分辨率输入的同时获得多个感受野,提取到更多上下文信息,并通过上下文注意力模块和内容注意力模块从中捕获有用特征,准确定位到目标位置.实验结果显示,选用URPC2021数据集进行实验,改进的GA-RetinaNet算法比原算法检测精度提高了2.3%.相比其他主流模型,该算法对不同类型的水下目标均获得了较好的检测结果,检测精度有较大提升.     

融合分形小波图像去噪和插值的新算法

提出一种能同时进行图像去噪和插值的分形小波算法。该算法在图像的编码过程中实现去噪,在解码过程中完成插值。基于分形的图像去噪算法涉及由含噪图像的统计特性预测无噪图像的分形编码参数,并由这一参数产生含噪图像的无噪估计。通过在解码过程中添加适量的分形小波外推步骤,即可实现图像的插值。为了减小失真、增强经此算法处理后图像的质量,该引入Cycle Spinning算法。实验结果表明,该方法在同时实现图像去噪、压缩和插值上是最优的。且Cycle Spinning算法的引入明显改善图像视觉效果,显著提高图像的PSNR值。